一种材料拉伸强度试验用夹具的制作方法

本实用新型属于试验装置，具体涉及一种材料拉伸强度试验时用于夹持试件的夹具。

背景技术：

在组合结构及新材料领域经常涉及到材料的性能试验，材料性能试验包括材料的拉伸强度试验。在进行拉伸强度试验时，如果直接将材料试件夹持在材料试验机上，由于某些材料的特性使然，在试验的过程中会发现试件的端头容易产生局部挤压破坏，试件端头的破坏导致试件出现不理想的轴向拉伸破坏而导致试验失败。为了防止试件端头出现局压破坏，在拉伸试件的夹持段粘贴加强片，而这同样会出现粘结不牢固、夹持段出现剥离及局部挤压破坏等异常效应。针对这些情况，研究人员设计了许多夹具，这些夹具的共同点在于拉伸力的加载是基于试件表面的摩擦力，与直接夹持在材料试验机没有本质的区别，还是不能避免试件端头出现问题导致的拉伸试验失败。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种结构简单、使用方便、有效性强、可大幅度增加拉伸试验成功率的材料拉伸强度试验用夹具。

本实用新型是通过如下的技术方案来实现的：该材料拉伸强度试验用夹具，它包括拉杆、夹头和压紧装置；所述拉杆包括杆件，杆件的一端与试验装置连接，杆件的另一端固接球状端头；所述夹头为块状构件，其一边设有与拉杆形状相契合的开口槽，使球状端头能嵌入开口槽中并带动杆件在小范围内转动；夹头的另一边设有与试件端部形状相契合的开口槽孔，试件端部放入开口槽孔正中间，其上下两面放置压紧装置，并通过拧紧穿过压紧装置上及开口槽孔边上螺栓孔的压紧螺栓压紧试件。

具体的，所述拉杆的杆件形状或是圆形，或是矩形。

具体的，所述夹头的开口槽包括一个直径稍大于球状端头直径的圆柱形槽，圆柱形槽与一个条形开口槽连通，条形开口槽尺寸稍大于杆件尺寸；在条形开口槽与圆柱形槽相交部分的中间位置设置有一个用于固定球状端头的球形凹槽，球状端头可在球形凹槽内旋转。

具体的，所述夹头的开口槽孔是一个与试件端部形状相契合的半哑铃形，中间大边上小，开口槽孔的两侧边均匀开有若干个螺栓孔。

具体的，所述压紧装置包括两块橡胶垫板和两块压紧板；两块橡胶垫板分别置于试件上、下面的开口槽孔内，两块压紧板再分别置于两板橡胶垫板上，压紧板尺寸大于开口槽孔尺寸，在压紧板的两侧边均匀开有若干与开口槽孔两侧边螺栓孔相对应的螺栓孔，通过穿过螺栓孔的压紧螺栓压紧试件；所述两块橡胶垫板和试件的总厚度略大于所述夹头的厚度。

具体的，所述拉杆、夹头及压紧板均采用高强度钢制成。

本实用新型的材料拉伸强度试验用夹具，一方面，因为可自由转动的拉杆，在拉伸的过程中，拉杆可以自动旋转保证试件处于轴向拉伸的受力状态，避免扭转等不良效应；另一方面，拉伸试件的夹持段复合受力，减少了在拉伸过程中拉伸试件端头位置破坏的可能性，保证破坏出现在试件的中部位置，增加试验成功率。并且，本实用新型结构简单、使用方便、有效性强、并且成本低廉，可大幅度增加拉伸试验成功率，便于推广使用。

本实用新型与现有拉伸试验夹具相比，具有以下优点：

(1)本实用新型的结构简单，设计新颖合理。

(2)本实用新型使材料拉伸试件夹持段复合受力，减少了试件端头位置破坏的可能性，实现试件的轴拉破坏，提高试验成功率。

(3)本实用新型的实现成本低，使用效果好，便于推广使用。

附图说明

图1是本实用新型实施例部分拆分的结构示意图。

图2是图1中拉杆的结构示意图。

图3是图1中夹头的结构示意图。

图4是图1中压紧装置的结构示意图。

图5是图4中压紧板的结构示意图。

图6是本实用新型实施例应用时的结构示意图。

图7是图6中试件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。

参见图1，本实施例包括拉杆1、夹头2和压紧装置3。参见图2，拉杆1包括圆形的杆件101，杆件101的一端与试验装置连接，杆件101的另一端固接球状端头102。参见图3，夹头2为块状构件，从图3中可见，夹头2的一边设有与拉杆1形状相契合的开口槽，开口槽包括一个直径稍大于球状端头102直径的圆柱形槽201，圆柱形槽201与一个条形开口槽202连通，条形开口槽202的宽度稍大于杆件101的直径；在条形开口槽202与圆柱形槽201相交部分的中间位置设置有一个用于固定球状端头102的球形凹槽203，球状端头102可在球形凹槽203内旋转。参见图3和图7，夹头2的另一边设有与试件4端部形状相契合的开口槽孔204，开口槽孔204是一个与试件4端部形状相契合的半哑铃形，中间大边上小，开口槽孔204的两侧边均匀开有若干个螺栓孔205。参见图4、图5，压紧装置3包括两块橡胶垫板301和两块压紧板302；参见图6，两块橡胶垫板301分别置于试件4上、下面的开口槽孔204内，两块压紧板302再分别置于两块橡胶垫板301上，压紧板302尺寸大于开口槽孔204尺寸，从图5中可见，在压紧板302的两侧边均匀开有若干与开口槽孔204两侧边螺栓孔205相对应的螺栓孔303，通过穿过螺栓孔205和螺栓孔303的压紧螺栓304压紧试件4；两块橡胶垫板301和试件4的总厚度略大于夹头2的厚度。本实施例中，拉杆1、夹头2及压紧板302均采用高强度钢制成。

使用时，将两块橡胶垫板301夹住试件4的一端夹持段放入夹头2的半哑铃形开口槽孔204内，在两块橡胶垫板301上分别覆盖压紧板302，将两块压紧板302的螺栓孔303与夹头2上的螺栓孔205对齐，将压紧螺栓304穿过螺栓孔303和205，拧紧压紧螺栓304固定好橡胶垫板301和试件4，并使橡胶垫板301压缩到一定程度；将拉杆1的球状端头102置于夹头2的开口槽内的球形凹槽203中；将拉杆1与试验装置相连。试件4的另一端夹持段采用相同方法固定。由于拉杆1可以绕球状端头102自由旋转，可以有效地减少试验过程中的扭转等不利效应，从而使试件4产生轴拉破坏，也能防止试件4端部因夹持力过大而产生非轴拉破坏形态。

本实用新型的工作原理如下：一方面，由于橡胶垫板301夹住试件4置于夹头2的半哑铃形开口槽孔204中，橡胶垫板301与材料试件4的总厚度略大于夹头2的厚度，压紧板302覆盖在橡胶垫板301上，在拧紧压紧螺栓304时，压紧板302使橡胶垫板301压缩，在橡胶垫板301与试件4的接触面产生较大摩擦力，将拉伸试验机上的拉力通过橡胶垫板301和试件4之间的摩擦力转化为试件4承担的拉力；另一方面，在外力作用时，由于半哑铃形开口槽孔204与哑铃形试件4的过渡曲面相挤压，将拉伸试验机的拉力通过过渡曲面之间的压力转化为试件4上的拉力；在两者共同作用下，可以有效地防止材料试件4在端头位置出现局部破坏，从而使试件4出现理想的轴向拉伸试验破坏，即在试件4的中间位置破坏。

以上所述，仅是作为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均属于本实用新型技术方案的保护范围。